Induktansi Diri

Pernahkah kamu mendengar istilah induktor? Induktor adalah komponen elektronik berbentuk kumparan yang mampu menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Ketika arus listrik mengalir melalui induktor, medan magnet akan terbentuk di sekitarnya. Inilah yang menjadi dasar terjadinya induksi diri.

Induksi diri adalah kemampuan suatu kumparan untuk menghasilkan gaya gerak list rik (GGL) induksi akibat perubahan arus listrik yang mengalir pada dirinya sendiri. Besar induktansi diri menunjukkan seberapa besar energi magnetik yang dapat disimpan oleh induktor.

Jika sebuah induktor L, lampu X, dan sakelar S dihubungkan ke sumber tegangan, maka ketika sakelar dibuka atau ditutup, arus listrik dalam rangkaian akan berubah. Perubahan arus ini menyebabkan perubahan fluks magnet di sekitar induktor, sehingga muncul GGL induksi. Hal ini sesuai dengan hukum Faraday–Oersted.

Induktansi Diri pada Kumparan

Menurut hukum Faraday, perubahan fluks magnet pada kumparan dapat menimbulkan GGL induksi yang dirumuskan:

Sementara menurut Joseph Henry, perubahan fluks magnet akibat perubahan arus listrik pada kumparan juga dapat menimbulkan GGL induksi diri, sehingga diperoleh:

L = induktansi diri (H)

Kedua persamaan tersebut menunjukkan hubungan bahwa induktansi diri dapat didefinisikan sebagai:

L = induktansi diri (H)

N = banyak lilitan kumparan

I = kuat arus listrik (A)

Induktansi Diri Solenoid

Solenoid adalah kumparan berbentuk tabung dengan lilitan rapat. Medan magnet dalam solenoid dirumuskan:

Fluks magnet pada solenoid:

Maka induktansi diri solenoid:

L = induktansi diri solenoid (H)

A = luas penampang solenoid (m²)

Jika solenoid berada dalam medium bukan udara, induktansi solenoid menjadi:

Induktansi Saling atau Timbal Balik

Jika terdapat dua kumparan berdekatan, perubahan arus listrik pada kumparan pertama dapat menimbulkan fluks magnet yang menginduksi GGL pada kumparan kedua. Peristiwa ini disebut induktansi saling atau induktansi timbal balik.

GGL induksi pada kumparan kedua:

Demikian pula, perubahan arus pada kumparan kedua akan menimbulkan GGL pada kumparan pertama:

Sehingga induktansi timbal balik dapat dituliskan:

Energi Magnetik dan Kerapatan Energi

Energi yang tersimpan dalam sebuah induktor dengan induktansi (L) dan arus (I):

Untuk solenoid:

Sehingga kerapatan energi magnetik (energi per satuan volume):

U = energi magnetik dalam solenoid (J)

V = volume solenoid (m³)

B = induksi magnetik (Wb/m²)